【精品资料】VDBM—一个虚拟数据库机.docVIP

分类号 密级 U D C 编号 博 士 学 位 论 文 并行数据库系统PBASE/2 查询处理技术 文继荣 指导教师姓名 林宗楷 中科院计算所研究员 王 珊 中科院计算所兼职研究员 中国人民大学信息学院教授 申请学位级别 工学博士 专业名称 计算机应用技术 论文提交日期 1999.5 论文答辩日期 1999.6 学位授予单位和日期 答辩委员会主席 评阅人 一九九九年五月 Query Processing Techniques in Parallel Database System PBASE/2 By Wen Jirong A dissertation submitted in partial satisfaction of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy Institute of Computing Technology Academia Sinica May 1999 致 谢 衷心感谢导师王珊教授在学业上的指导、在生活上的关心、以及在学术研究上给予的充分信任和自由。导师渊博的学识、严谨的学风、高尚的师德都将使我终生受益。在导师指导下攻读硕士和博士学位的五年是我在学术上和思想上发生飞跃的重要阶段。师恩深重，自当铭记。 感谢导师林宗楷研究员在学业上的指导和帮助。先生谦和的学者风范、求实的精神和对事业的不懈追求，都令我非常钦佩。同样感谢中科院计算所CAD开放实验室的其他诸位老师。 感谢并行数据库课题组的陈红老师和周胜、张孝等同学，以及研究所里各位老师和众多的师弟师妹。在这里，我总觉得好象是生活在一个温暖的大家庭中。 感谢我大学和研究生期间的同学和朋友熊辉、张云军、王玮、冯六军等，以及我多年来的朋友敬晓舟、余军、肖国盛、郑君、张杰、赵亮、王俊等，能有这么多真心的朋友真是人生一大幸事。特别感谢熊辉，本文部分资料的翻译工作得到了他的帮助。 感谢我的父母和兄长二十多年来给予的无私的爱。无论我正在走着什么样的路，背后总有他们默默的支持和关心。这篇论文就作为对他们的亲情的一份微薄的回报吧。 摘 要 本文论述我国自行研究开发的一个并行数据库系统PBASE/2的核心技术——并行查询处理技术的理论研究和系统实现。 本文共分三个部分。 第一部分是对PBASE/2并行数据库系统的综述。首先提出了一个基于Shared-nothing结构的抽象并行计算模型APCM。然后从整体上描述了PBASE/2系统的体系结构。最后提出了PBASE/2的并行查询执行计划模型，并行查询执行计划模型是并行查询处理的基础和出发点。 并行查询处理由并行查询执行和并行查询优化这两个既独立又相关的部分构成，本文的第二部分介绍PBASE/2的并行查询执行引擎——虚拟数据库机。虚拟数据库机是建立在通用硬件平台上的一个软件抽象层，由虚拟处理机、虚拟数据总线、虚拟主存三部分组成。虚拟处理机管理系统的CPU资源，执行各种数据操作；虚拟数据总线负责操作间数据和消息的传输和控制，构成了整个系统的联系枢纽；虚拟主存提供基于数据存取行为特性的存储和缓冲机制。虚拟数据库机结构简单清晰，具有高伸缩性、高扩展性、高效性等优良特性，为PBASE/2提供了一个优良的并行查询执行引擎。 第三部分介绍并行查询处理的另一个部分——并行查询优化。为了缩减并行查询优化庞大的有哪些信誉好的足球投注网站空间，PBASE/2采用了一种能够适用于Shared-nothing结构的非常独特的两阶段优化策略。PBASE/2将并行查询优化划分为顺序优化和并行化两个阶段。在顺序优化阶段，PBASE/2对并行化后的通信代价进行预先估算，将通信开销加入顺序优化的代价模型，同时对动态规划有哪些信誉好的足球投注网站算法进行了修正和扩展，保证了顺序优化阶段得到的最小代价计划在并行化后代价仍然最小。PBASE/2并行化阶段的优化目标是实现查询工作量在系统内多种资源上的负载平衡，提出了资源负载平衡因子的概念，并且通过启发式规则、基于动态规划并行化算法和任务调度等机制保证了最终得到的并行查询执行计划的优化性。 关键词：并行数据库，并行查询处理，并行查询优化，并行查询执行，虚拟数据库机，资源负载平衡，虚拟处理机，虚拟数据总线，虚拟主存 Abstract This dissertation addresses paral